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    本質(zhì)阻燃高聚物阻燃效能持久，不存在揮發(fā)、溶出及遷移的問(wèn)題，且可實(shí)現(xiàn)分子內(nèi)協(xié)同阻燃效應(yīng)又為環(huán)境兼容，故近年日益嶄露頭角。這一領(lǐng)域不斷取得最新研究進(jìn)展，包括本質(zhì)阻燃環(huán)氧樹(shù)脂、聚酰胺、聚酰亞胺及聚氨酯等，均為分子主鏈或側(cè)鏈帶含磷基團(tuán)的無(wú)鹵型高聚物。其合成方法及性能如何？日前，中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家對(duì)此作了專(zhuān)門(mén)介紹，并認(rèn)為“含磷本質(zhì)阻燃高聚物研究”有進(jìn)展。

    進(jìn)入21世紀(jì)，環(huán)保及阻燃均對(duì)天然及合成高聚物的使用提出了更嚴(yán)格的要求，采用常規(guī)阻燃劑以降低高聚物可燃性的方法受到環(huán)保法規(guī)的限制。為了同時(shí)滿足阻燃標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)保法規(guī)的規(guī)定，開(kāi)發(fā)新型無(wú)鹵阻燃高分子材料勢(shì)在必行。據(jù)中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家介紹，這類(lèi)材料應(yīng)具有優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性、良好的阻燃性，對(duì)人類(lèi)健康及環(huán)境無(wú)毒害性或低毒，在高溫下能保持足夠的強(qiáng)度，價(jià)格可為用戶承受，且相對(duì)易于加工和回收等性能�？梢灶A(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)，由于廠商的自愿行為和相關(guān)立法，鹵系阻燃劑及其陽(yáng)燃的高分子材料的用量將會(huì)有所減少。

    近期人們正在致力于研究—些無(wú)鹵的本質(zhì)阻燃高聚物。這類(lèi)高聚物不需阻燃處理，即可滿足嚴(yán)格的防火要求且對(duì)環(huán)境友好。與常規(guī)阻燃高聚物相比，本質(zhì)阻燃高聚物不存在阻燃劑揮發(fā)、溶出、遷移和滲出問(wèn)題，且在阻燃元素含量相同的情況下，阻燃效率較高和持久。特別是在這類(lèi)高聚物分子中同時(shí)引入多種阻燃元素，可產(chǎn)生分子內(nèi)協(xié)同阻燃效應(yīng)，它比多種阻燃劑物理混合所產(chǎn)生的協(xié)同阻燃效應(yīng)更佳。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家也表示，目前本質(zhì)阻燃高聚物還由于合成、加工及價(jià)格等方面的局限，大多仍處于實(shí)驗(yàn)室研制階段，但它代表阻燃高分子材料的發(fā)展方向值得關(guān)注。

    關(guān)于本質(zhì)阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，目前主要包括分子中含DOPO側(cè)基的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂、分子中含磷酸酯基的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂2類(lèi)。分子中含側(cè)基的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂關(guān)鍵在“DOPO”，DOPO的學(xué)名是9，10-二氫-9-氧雜-10-磷酰雜菲。DOPO分子中含活潑氫，它能作為反應(yīng)中心與一系列的官能團(tuán)反應(yīng)，可制得一系列以DOPO為基的二元酚，令后者再與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂反應(yīng)，則可將DOPO引入樹(shù)脂側(cè)鏈制得含磷本質(zhì)阻燃環(huán)氧樹(shù)脂。這種樹(shù)脂可用一般的固化劑(如二氨基二苯基甲烷，DADPM)固化，所得固化樹(shù)脂中磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的阻燃效果，可與溴化環(huán)氧樹(shù)脂中溴質(zhì)量分?jǐn)?shù)16%的相當(dāng)。以DOPO合成的另一些二元酸及二元胺可作為環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑，采用這類(lèi)固化劑固化一般的環(huán)氧樹(shù)脂，也可賦予樹(shù)脂本質(zhì)阻燃性，如果以其固化含磷環(huán)氧樹(shù)脂，則樹(shù)脂的磷含量、成炭率及LOI可進(jìn)一步提高。

    分子中含磷酸酯基的阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的機(jī)理是這樣的：阻燃環(huán)氧樹(shù)脂最有效的方法是將含磷基團(tuán)引入樹(shù)脂主鏈或側(cè)鏈中，這樣既可提高樹(shù)脂的阻燃性，又能保持樹(shù)脂原有的物理力學(xué)性能。帶P-OH基的二烷基(或二芳基)磷酸酯可與碳氧環(huán)反應(yīng)而化學(xué)結(jié)合人環(huán)氧樹(shù)脂中，這樣化學(xué)改性的環(huán)氧樹(shù)脂LOI可達(dá)32%，其阻燃效果優(yōu)于添加三烷基磷酸酯型阻燃劑的阻燃材料(P含量相同時(shí))，而且化學(xué)改性環(huán)氧樹(shù)脂可在固化時(shí)進(jìn)行，即將環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑及二烷基磷酸酯3者混合處理即可。氧化膦為基或磷酸酯為基的二元酚及二元胺用作環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑，也可賦與環(huán)氧樹(shù)脂極佳的阻燃性，如果環(huán)氧樹(shù)脂中引入含磷基團(tuán)，又采用含磷固化劑則可使環(huán)氧樹(shù)脂的磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)增高(達(dá)10%)，這種樹(shù)脂的LOI可超過(guò)50%、成炭率可達(dá)45%，阻燃性優(yōu)異。

    關(guān)于磷酸化及磷�；谋举|(zhì)阻燃高聚物，中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家稱，聚合后磷酸化和磷�；且粋�(gè)十分有效的阻燃方法。如采用懸浮法或溶液法，以H3PO3或H3PO4處理聚乙烯醇(PVA)及LDPE，可生成如結(jié)構(gòu)式(10)～(12)所示的含磷結(jié)構(gòu)，這樣處理后的PVA，磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.4%時(shí)LOI為磷酸酯添加型阻燃劑的2倍(磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同時(shí))。氯磷酸酯處理聚(4-羥基苯乙烯)(PSOH)所得的含磷聚合物，LOI和成炭率明顯提高。將聚乙烯基含磷單體共聚入一些通用聚合物如PS、PMMA、聚丙烯腈中，也可提高這些聚合物的阻燃性，盡管采用該方法聚合物中的磷含量甚低，但其阻燃效果有時(shí)可與高含量的添加型磷系陽(yáng)燃劑相媲美。

    關(guān)于本質(zhì)阻燃聚酰胺、聚酰亞胺和聚氨酯，主要包括阻燃聚酰胺、阻燃聚酰亞胺、阻燃聚氨酯3類(lèi)。阻燃聚酰胺可以含磷單體共聚可制得，如采用熔融聚合法將30%的雙(2-羧乙基)甲基氧化膦，和六亞甲基四胺與尼龍66鹽共聚可制得含磷阻燃尼龍66，共聚時(shí)CEMPO用量可達(dá)35%，而對(duì)纖維性能不會(huì)有明顯影響，將尼龍6先用甲醛、隨后用N—甲羥基二甲基膦酰丙酰胺處理，可將尼龍6的LOI由24%提高至31%。阻燃聚酰亞胺可將雙官能度的含磷二元胺單體直接聚合，或?qū)㈦p官能度的雙亞酰胺與雙官能度的含磷單體共聚，或?qū)⒕埘啺妨姿峄频谩Ｗ枞季郯滨ビ珊锥嘣寂c多異氰酸酯反應(yīng)可制得，對(duì)水基PU采用含磷固化劑也是一個(gè)很有效的阻燃途徑，因?yàn)镻U中的羧基可與氮雜環(huán)丙烯基反應(yīng)，如果以這類(lèi)含磷化合物固化水基PU，則可獲得P--N協(xié)同阻燃效應(yīng)。

    隨著人們對(duì)環(huán)保的日益重視，鹵系阻燃劑正在為人們審慎對(duì)待，其中有的已被禁用、有的也不為用戶所歡迎，而磷系阻燃劑異軍突起受到青睞。特別是反應(yīng)型磷系阻燃劑，或作為單體與其他單體共聚，或作為熱固性樹(shù)脂的固化劑，或用于使現(xiàn)有聚合物化學(xué)改性，均可制得具本質(zhì)阻燃性的高聚物，這方面研究熱潮方興未艾。中國(guó)環(huán)氧樹(shù)脂行業(yè)協(xié)會(huì)專(zhuān)家表示，盡管這類(lèi)本質(zhì)高聚物大多仍處于實(shí)驗(yàn)室研發(fā)階段，但由于它們具有一系列優(yōu)點(diǎn)，可以同時(shí)滿足阻燃及環(huán)保2方面的要求，正在越來(lái)越受到人們的重視。